TRUMPF在短波紅外VCSEL產(chǎn)業(yè)化方面取得突破，助力OLED屏下傳感和激光雷達

  TRUMPF(通快)的目標是采用最先進的大批量生產(chǎn)工藝制造短波紅外(SWIR)VCSEL，實現(xiàn)穩(wěn)定可靠且性能卓越的產(chǎn)品。該革命性的短波紅外VCSEL技術，能夠助力實現(xiàn)手機OLED屏下傳感器和汽車激光雷達(LiDAR)等新的應用領域。

  TRUMPF集團旗下的TRUMPF Photonic Components是VCSEL和光電二極管解決方案的全球領導者，正在實現(xiàn)1300 nm以上短波紅外VCSEL的量產(chǎn)，以支持廣泛的消費類應用，例如智能手機中的OLED屏下傳感應用。TRUMPF在工業(yè)級制造平臺上展示了波長超過1300 nm的紅外激光器在效率方面的出色成果。這使得TRUMPF朝著大規(guī)模生產(chǎn)1300 nm至2000 nm范圍內(nèi)的磷化銦(InP)VCSEL邁進了一步。

圖1 TRUMPF先進的VCSEL制造基礎設施

  TRUMPF Photonic Components首席執(zhí)行官(CEO)Berthold Schmidt表示：“在TRUMPF公司，我們正在努力使這一革命性的生產(chǎn)工藝成熟并實施標準化，這將進一步將這項出色的VCSEL技術發(fā)展成為具有成本吸引力的解決方案。我們的目標是在2025年將第一批短波紅外VCSEL產(chǎn)品推向大批量市場。”

圖2 Berthold Schmidt

  “通過開發(fā)新的工業(yè)級制造平臺，TRUMPF正在擴展其目前基于砷化鎵(GaAs)的VCSEL產(chǎn)品組合——波長范圍為760 nm至1300 nm，適用于近紅外(NIR)激光應用。與GaAs平臺相比，新的InP平臺能夠實現(xiàn)更長波長的光譜，并且仍然提供與緊湊、可靠和經(jīng)濟的光源相同的優(yōu)勢。雖然，我們已經(jīng)為量產(chǎn)長波長VCSEL奠定了堅實基礎，但我們也知道，這還有很長的路要走，在大規(guī)模量產(chǎn)之前必須進行重大生產(chǎn)設備的投資?！盉erthold Schmidt繼續(xù)說道。

  VCSEL征服新的應用領域

  長波長VCSEL的產(chǎn)業(yè)化可以徹底改變廣泛的應用領域，因為與近紅外VCSEL相比，短波紅外VCSEL可用于具有更高輸出功率的傳感應用，同時保持人眼安全。長波長解決方案不易受環(huán)境干擾光(例如更寬波長范圍內(nèi)的陽光)的影響。OLED屏下傳感應用是智能手機和消費電子設備市場的一個流行示例?；贗nP的短波紅外VCSEL可以很容易地集成在OLED顯示屏下方，不會干擾其它功能，并且具有更高的眼睛安全標準。OLED顯示屏是長波長激光傳感解決方案的一個巨大應用領域。

  Berthold Schmidt認為：“未來，我們預計不僅在消費類傳感領域，而且在汽車激光雷達(LiDAR)、更長距離的數(shù)據(jù)通信、光譜學、生物醫(yī)療，以及光子集成電路(PIC)和量子光子集成電路(QPIC)領域都有眾多機遇。相關需求促使我們的短波紅外VCSEL技術在量產(chǎn)上取得突破?！?

  優(yōu)異的測試結果

  TRUMPF提供的測試結果展示了高達140℃的工作溫度時，短波紅外VCSEL在~1390 nm波長下的性能，如圖3所示。用于制造短波紅外VCSEL的技術可擴展以進行大規(guī)模生產(chǎn)，發(fā)射波長可在1300 nm至2000 nm之間調(diào)節(jié)，從而賦能廣泛的應用。最近的測試結果顯示了良好的可再現(xiàn)性和出色的溫度性能。Berthold Schmidt說道：“我為我們團隊感到自豪，因為他們的成就使TRUMPF能夠在短波紅外VCSEL性能和穩(wěn)定性方面取得優(yōu)異的成績。我們有信心可以盡快量產(chǎn)高效、長波長的VCSEL，以支持具有成本效益的激光傳感解決方案?！?

TRUMPF短波紅外VCSEL光功率-電流測試